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专题02 电生磁及其应用
一、电磁继电器
1.电磁继电器：
①构造：如图
②实质：是由电磁铁控制的开关，用低电压、弱电流控制高电压强电流进行远距离操作和自动控制。
③工作原理：电磁铁通电时把衔铁吸下来，将工作电路的触点接通，工作电路闭合；电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。
二、电动机
1.磁场对通电导线的作用：
（1）磁场对放入其中的通电导线会产生力的作用。
通电导线在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场方向有关，改变其中之一，导线的受力方向正好相反。如果同时改变电流方向和磁场方向则导线的受力方向不变。
磁场不是对任意放置的直导线都有力的作用。当导线与磁场方向平行时，磁场力为零。
2.磁场对通电线圈的作用：
（1）通电线圈在磁场中会受到力的作用而转动。但在电流方向磁场方向一定时，线圈只能转动半个周期，不能连续的转动。
（2）工作原理：如图所示
甲 乙 丙
甲：线圈受到力使它顺时针转动。
乙：线圈由于惯性会穿越过平衡位置。
丙：线圈受到的力使它逆时针转动。
3.直流电动机：
（1）利用直流电源供电的电动机叫直流电动机。
（2）原理：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成。它在工作时将电能转化为机械能。
（3）构造：磁铁（NS）、线圈、换向器（EF）、电刷（AB）等构成。
换向器：有两个半铜环构成，换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变通入线圈中的电流方向，从而改变受力方向，使线圈连续转动。
4.交流电动机：日常生活中，由于电网供电是交流电，所以家用电器中的电动机是交流电动机。交流电动也是依靠通电导体受力来运转的。
三、电流磁效应的其他应用
1.电铃
①主要结构：电磁铁、弹性片、衔铁、铃铛。
②工作原理：电路闭合电磁铁吸引衔铁，使小铁锤向铁铃方向运动，小铁锤打击电零而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小铁锤又被弹回电路闭合。上述过程不断重复电铃便会发出铃声。
2.磁悬浮列车：磁悬浮列车是利用列车轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁的磁极的相互吸引或排斥，从而使列车悬浮起来，使列车与轨道没有接触，消除了列车与轨道间的摩擦。磁悬浮列车的阻力很小，因此运行速度很快。
3.信息的磁记录：利用磁性材料的磁化记录语言、音乐、图像、数据的信息，应用广泛，如录像带、磁带、计算机硬盘、优盘、银行卡等。
4.电话：（1）工作原理：话筒把声音信号转化为电流，听筒把变化的电流转化为声音信号。
一、电磁继电器
1．（2023八下·镇海期末）如图是一种“电子秤”的结构简图，其中的电磁铁和永磁体之间相互排斥，对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，可通过调节滑动变阻器改变电流大小，从而改变斥力大小，使指针始终指在“a”位置。该电子秤所称量物体质量m跟电路中电流I的关系为m=kI（k为500克/安）。据此原理，可将电流表改装成“质量显示仪”达到称量质量的目的。电源电压为9伏，线圈电阻为10欧，线圈允许通过的最大电流为0.8安，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”，电流表量程为0~0.6安。假设弹簧等元件均能正常工作。下列说法中错误的是（　　）
A．永磁体下端为S极
B．该电子秤的称量范围为75g~400g
C．要增大斥力，应将变阻器滑片P向下移动
D．要增大电子秤称量范围，可以通过增大电路中电流的取值范围来实现
【答案】B
【解析】【分析】A.利用右手螺旋定则可判断其磁极；
B. 电流最大时，所称量物体的质量最大，电流最小时所称量物体的质量最小。
C.增大斥力，应增大电流；
D. 增大电子秤称量范围 ，即增大电流范围。
【解答】A.电磁铁上端为S极，故永磁体下端为S极；
B.最小电流=，故最小质量为0.15x500=75g，最大电流为0.6A，故最大质量为0.6x500=300g。
C.增大斥力，应增大电流，故将滑片向下滑动；
D. 增大电子秤称量范围，可以通过增大电路中电流的取值范围来实现 。
故答案为：B
2．如图甲所示，将一对磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有间隙，就制成了一种磁控元件——干簧管，以实现自动控制。某同学自制了一个线圈，将它套在干簧管上，制成一个干簧继电器，用来控制灯泡的亮灭，如图乙所示。干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包括（　　）
A．电流的磁效应 B．磁场对电流的作用
C．磁极间的相互作用 D．磁化
【答案】B
【解析】【分析】解答本题应明确通电线圈会产生磁场，放入磁场后两舌簧被磁化而产生相互作用，从而由线圈中电流的变化可以控制灯泡的亮灭。
【解答】S闭合时，控制电路接通，线圈产生磁场，舌簧被磁化，在两舌簧端面形成异名磁极，因相互吸引而吸合，于是工作电路接通。S断开时，两舌簧退磁，在弹力作用下分开，工作电路断开。
故该装置中利用了电流的磁效应、磁化及磁极间的相互作用。没有利用磁场对电流的作用。
故答案为：B。
3．如图所示，一台非铁性物质制成的天平，天平左盘中的A是一铁块，B是一个电磁铁，未通电时，天平平衡，给B通电，铁块A被吸起，当A离开天平托盘，而又未碰到B的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．天平仍保持平衡 B．天平右盘下降
C．天平左盘下降 D．无法判断天平的平衡状况
【答案】C
【解析】【分析】从图中可以看出，电磁铁与铁块A都在天平的左盘中，天平是否平衡取决于它们整体对天平左盘的压力是否改变。通过对铁块A的运动状态的分析，结合超重现象的产生，可判断AB整体对于天平左盘压力的变化。
【解答】电磁铁通电后，铁块由原先静止到向上运动，显然是向上做加速运动，会导致超重现象。因而可知铁块受到的向上的电磁力F必然大于铁块的重力G．当铁块离开盘而又还未到达电磁铁的过程中，虽然铁块对盘的压力没有了，但由牛顿第三定律可知，铁块对电磁铁有向下的吸引力，因此通过左盘电磁铁支架向下压左盘的力比电磁铁未通电时铁块压左盘的力还大，故左盘将下沉。
故答案为：C。
4．（2024八下·长兴月考）小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。则下列说法正确的是a（　　）
A．光敏电阻的阻值随紫外线的增强而增大
B．进户线a为火线，b为零线
C．若要降低遮阳布启动时的紫外线强度，可将 R1的滑片向左滑
D．当S2闭合时，弹簧处于收缩状态
【答案】B
【解析】【分析】根据题意，紫外线足够强时，开关S2闭合，即电磁铁磁性随着紫外线强度的增强而增强，根据电磁铁的磁性与电流的大小成正比，即欧姆定律，故可以分析出紫外线越强，光敏电阻阻值越小。
【解答】A、 光敏电阻的阻值随紫外线的增强而减小，A错误。
B、根据家庭电路安全知识，开关要接在火线上，故a为火线，b为零线，B正确。
C、要使启动时紫外线强度较低。此时，光敏电阻阻值较大，为了达到同样能使电磁铁吸下衔铁的电流，必须使控制电路中其他电阻的阻值减少，即可将R1减小，即划片向右移动才行。C为向左，C错误。
D、根据图示，S2闭合式，需要衔铁被吸下，那么另一侧的弹簧被拉伸，故处于拉伸状态，D错误。
故答B。
5．（2024八下·温州期中）城市下水道井盖若丢失易导致行人坠入下水道而发生悲剧。小明同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L 即亮起，以警示行人。图中电路符合要求的是（　　）
B． C． D．
【答案】B
【解析】【分析】A、由图可知S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路也闭合灯泡发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路断路灯泡不发光，故A不符合题意；
B、由图可知S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路断路灯泡不发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路闭合灯泡发光，故B符合题意；
C、由图可知S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路也闭合灯泡发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路断路灯泡不发光，故C不符合题意；
D、由图可知S闭合还是断开时，被控制电路的灯泡始终发光，故D不符合题意．
故答案为：B．
6．（2024九下·临安模拟）如图是小明设计的汽车尾气中排放量的检测电路．当浓度高于某一设定值时，电铃发声报警．气敏电阻阻值与浓度的关系如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．电铃应接在A和B之间
B．当浓度升高，电磁铁磁性减弱
C．用久后，电源电压会减小，报警时最小浓度比设定值低
D．为使该检测电路在浓度更低时报警，可将的滑片向上移
【答案】D
【解析】【分析】 根据串联电路的特点和欧姆定律结合图像获取有用信息进行分析。
【解答】AB.由题意可知，气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，当CO浓度高于某一设定值时，气敏电阻变小，电磁铁通过的电流变大，电磁铁磁性增强吸引衔铁向下运动，BD接入电路，则电铃应接在C和D之间，故AB错误；
C.用久后，电源电压U1会减小，保证电磁铁电流一定的情况下，气敏电阻的阻值需要更低，则报警时CO最小浓度比设定值高，故C错误；
D.为使该检测电路在CO浓度更低时报警，应增大电路中的电流，可将R2的滑片向上移使变阻器接入的
电阻变小， 滑片向上移 ，故D正确。
故答案为：D。
7．（2024·温州模拟）如图为某科学兴趣小组设计的温度自动报警器部分电路示意图，当温度上升至设定值t0时，通过电路中指示灯亮灭交替闪烁起到报警功能。（线圈、衔铁和温度计中水银的电阻均忽略不计）
（1）为了实现报警功能，应将指示灯串联在电路中　 　点。（用图中的字母表示）
（2）若电路中干电池电压为1.5伏，电池的容量为3安 时，可供规格为“1.5伏　 　小时。
【答案】（1）A
（2）4.5
【解析】【分析】（1）电源的两端被导线相连，则电源会被短路；
（2）根据p=w/t求出时间的大小。
【解答】（1）线圈、衔铁和温度计中水银的电阻均忽略不计，根据图示可知，当指示灯串联在B或C位置时，当温度上升至设定值t0时，电路接通，此时电源会被短路，所以指示灯只能接在A处，电路接通，通过指示灯有电流，灯泡发光，此时电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使得动触点和静触点分离，电路中无电流，指示灯不发光，电磁铁失去磁性，衔铁回到原位置，使得动触点和静触点接触，电路接通，指示灯发光，从而实现指示灯亮灭交替闪烁；
（2）干电池电压为1.5伏，电池的容量为3安 时，则电池储存的电能为：W=UIt=1.5V×3安 时=4.5W 时；指示灯正常发光的时间为：t=W/P=4.5W 时/1W=4.5h。
（7题图） （8题图）
8．（2024·浙江期末）如图所示是一种安全门锁的工作原理示意图。保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门锁的打开、关闭。
（1）根据示意图分析可知，闭合开关，电磁铁的左端为　 　极，吸引铁质插销使门打开。
（2）使用一段时间后发现电磁铁的磁性变弱，需增大其磁性，可采取的一项措施是　 　。
【答案】（1）N
（2）增大电源电压(增加电磁铁线圈匝数)
【解析】【分析】 安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向直导线中电流方向，那么四指指向就是通电导线周围磁场的方向；通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。 电磁铁的磁性强弱取决于以下几个因素：1.线圈中电流的大小：电磁铁的磁性强弱与线圈中所通电流的大小成正比，电流越大，则磁性也越强。2.线圈的匝数和截面积：线圈匝数增加，铁芯中的磁场强度也会增加。另外，线圈截面积也会影响线圈内的电阻，进而影响电流的大小，从而影响电磁铁的磁性。3.铁芯材料的导磁率：铁芯材料的导磁率越高，能够吸收的磁通量就越多，电磁铁的磁性也就越强。在制造电磁铁时，通常会选择高导磁率的材料，如软铁、铁镍合金等。4.铁芯的长度和截面积：长度和截面积的大小会直接影响铁芯中的磁场分布和强度，进而影响电磁铁的磁性强弱。
【解答】（1） 通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。 根据示意图分析可知，闭合开关，电磁铁的左端为N极，吸引铁质插销使门打开。
（2） 使用一段时间后发现电磁铁的磁性变弱，需增大其磁性，可采取的一项措施是 增大电源电压(增加电磁铁线圈匝数) ；
故答案为：（1）N（2） 增大电源电压(增加电磁铁线圈匝数)
9．（2024八下·浙江期中）科学进步是推动人类文明发展的重要动力， 科学技术也在影响我们的生活。
（1）电磁继电器能实现用低电压控制高电压、弱电流控制强电流。如图所示的电路， 处接电动机或指示灯。当低压控制电路断开时， 指示灯亮； 当低压控制电路闭合时， 电动机工作。则 处接的是 　 　(选填“指示灯”或“电动机”)。
（2） 电动车已进入千家万户， 充电时易引发火灾， 下列做法存在安全隐患的是____。
A．下班给电瓶车充电， 一直充到第二天早上拔掉插头
B．插座不够用， 外接一个多孔插座大家共用
C．电动车推到家里充电
D．统一按照小区指定的充电场所充电， 充满即拔
【答案】（1）指示灯
（2）A；B；C
【解析】【分析】根据电路的连接，分析开关断开和闭合电路的工作情况，从而判断ab的组成情况。
【解答】（1）当低压控制电路断开时，电磁铁无电流通过，电磁铁不具有磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，指示灯亮，所以a处为指示灯；当低压控制电路闭合时，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，衔铁向下移动使电动机工作.
（2）A. 一直充到第二天早上，充电时间过长，导致发热较多，电池可能过热而燃烧，A存在隐患；
B. 外接一个多孔插座大家共用 ，可能导致电路过载，电路电流过大而导致电路发热起火，B存在隐患；
C. 电动车推到家里充电 ，家里空间狭小， 电动车电池一旦燃烧，就一发不可收拾了。极快的燃烧速度会产生大量有毒烟雾，使人难以逃生，后果不堪设想。 C存在隐患；
D. 统一按照小区指定的充电场所充电， 充满即拔，D正确；
故答案为：ABC。
10．（2024八下·苍南期中）随着人们越来越追求高品质的生活，空气净化器逐渐走入家庭。某项目化小组同学研究了空气净化器模型后，为其增设了可根据空气质量指数自动控制风机是否开启以及档位大小自动调节装置。如下表是根据空气质量指数K 划分的空气质量等级。风机增设部分内部工作原理如图1 所示，包括工作电路和控制电路两个部分，控制电路中的电源电压U1=12V，调控电阻R0的阻值大小可调，R为气敏电阻，其阻值随空气质量指数K的变化的图像如图2所示，L为磁控开关，当气敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中的电流随之发生变化，当电流大于或等于100mA 时，L的两个由铁制成的弹片相互吸合，工作电路的电动机启动第一档工作模式；当电流增大到一定值时，电磁铁吸引衔铁，触点ab接通，工作电路的电动机启动第二档工作模式。工作电路两端电压为U2，线圈、磁控开关L 以及电动机的电阻均不计。
空气质量指数 K 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 >300
空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
（1）闭合开关S时，图1中线圈的左端P相当于条形磁体的　 　极
（2）开关闭合后，磁控开关L的两个弹片在一定条件下相互吸合，请你说说它涉及《电与磁》的哪些知识？
（3）若要求控制空气质量等级至少为良，则调控电阻R0的阻值范围是多少？（写出计算过程）
（4）在保证风机工作的情况下，若要在空气质量指数K更低时开启风机第二档工作，则以下调整可以实现的是（　　）
A．减小调控电阻R0的阻值 B．适当降低控制电路电源电压
C．增加电磁铁线圈匝数 D．适当增加衔铁和线圈的距离
【答案】（1）S
（2）电流的磁效应、磁化、磁极间相互作用等（合理即可）。
（3）由图2可知，当K=100时， R=60Ω。已知当电流 I≥100mA=0.1A 时， 两弹片吸合工作电路工作。控制电路总电阻R总 =120Ω ，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R0=120Ω-60Ω=60Ω调控电阻R0的阻值范围0~60Ω。
（4）A；C
【解析】【分析】（1）先判断出线圈中电流的方向，然后根据右手螺旋定则判断出线圈的两极；
（2）根据电流的磁效应等知识进行解答；
（3）根据欧姆定律的变形公式计算出控制电路的总电阻，从而得出R0的阻值范围；
（4）由图2可知，空气质量指数更低的时候，R的阻值就大，据此分析解答。
【解答】（1）当开关闭合后，电流由电源的正极流向负极，由此判断出绕圈的左端P相当于S极；
（2）开关闭合后，磁控开关L的两个弹片在一定条件下相互吸合，涉及的知识包括：电流的磁效应、磁化现象及磁极间相互作用即同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引等；
（3）先从图2中查出，当K=100时，R=60Ω，根据电流的取值范围得出电流值，根据欧姆定律计算出控制电路的总电阻，再得出R0的取值范围；
（4）从图2中可以看出，K取值降低，则R阻值变大，要开启风机的第二档工作，
A.减小调控电阻R0的阻值，可减小电路的总电阻，增大电路中的电流，增强电磁铁磁性，可以开启风机的第二档工作，故A符合题意；
B.降低控制电路的电源电压会减小电路中的电流，会降低电磁铁的磁性，不能开启风机的第二档工作，故B不符合题意；
C.增加电磁铁线圈的匝数可以增强电磁铁的弹性，能够开启风机的第二档工作，故C符合题意；
D.增加衔铁和线圈的距离会减弱电磁铁对衔铁的吸引力，不能开启风机的第二档工作，故D不符合题意。
故选AC。
11．（2024·浙江模拟）某项目学习小组计划设计一款可温控电风扇（如图甲所示）。Rx为热敏电阻，其阻值随温度的变化（如图乙所示）。（电磁铁线圈电阻忽略不计）。
【工作原理】开关S1闭合，当开关S连接bc，接通控制电路，若室温达到30C，电磁继电器吸引衔铁，动触头上弹，工作电路接通，电风扇运转；当室温低于22℃，电磁继电器断开衔铁，动触头弹回，工作电路断开，电风扇停止运转。
【产品制作】根据电路图的工作原理，若开关S1闭合，当开关S连接ab，温控模式　 　（选填“能”或“否”）实现。
【产品测试】温控模式下，当控制电路的电流为10mA～100mA时，风扇均可处于运转状态。
【产品评价】项目小组制定了项目成果评价表，如表是部分指标的评价内容。请依据以下项目评价表，首先针对【指标2】来评价该作品的达成情况的等级是良好，你认为的评价理由是　 　。
等级/指标内容 优秀 良好 待改进
指标1 能否温度控制或人工控制电风扇的启动或关闭 既能温度控制，又能人工控制 能温度控制，但不能人工控制 不能温度控制，但能人工控制
指标2 电风扇的风速是否可调 风速是可调且连续变化 风速是可调的但不连续变化 风速不可调
【产品迭代】某同学提出对方案进行适当的升级改造，欲使电风扇运转的临界温度可根据使用者的需求进行个性化调节。为达成该设计的迭代升级，以下方案中可行的是　 　。
A.在控制电路中接一个滑动变阻器 B.电磁铁选用匝数可变的线圈
C.改变工作电路中滑动变阻器的阻值 D.将控制电路的电源改成电压可调的电源
【答案】否；因为R1、R2、R3可调节电路中电流大小，进而调节电风扇的风速；但调节时时，电流变化不连续，所以应评为良好。；A、B、D
【解析】【分析】电磁继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
【解答】根据电路图的工作原理，若开关S1闭合，当开关S连接ab，温控模式不能实现。
【 产品评价】项目小组制定了项目成果评价表，如表是部分指标的评价内容。请依据以下项目评价表，首先针对【指标2】来评价该作品的达成情况的等级是良好，你认为的评价理由是因为R1、R2、R3可调节电路中电流大小，进而调节电风扇的风速；但调节时时，电流变化不连续，所以应评为良好；
【产品迭代】某同学提出对方案进行适当的升级改造，欲使电风扇运转的临界温度可根据使用者的需求进行个性化调节。为达成该设计的迭代升级，以下方案中可行的是 ABD，因为控制电路相当于是工作电路的开关，所以对控制电路中的电压调整，线圈扎数调整以及接一个滑动变阻器，都可以改变电磁铁的磁性强弱，从而使电风扇运转的临界温度可根据使用者的需求进行个性化调节 ；
故答案为：否、因为R1、R2、R3可调节电路中电流大小，进而调节电风扇的风速；但调节时时，电流变化不连续，所以应评为良好。；A、B、D
12．（2024八下·临海期中）电梯为居民出入带来了很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，R1为保护电阻，R2为压敏电阻，R2阻值与它所受压力F的关系如图乙所示。闭合开关S，电梯没有超载时，电动机正常工作，电铃不响：当控制电路中的电流达到0.1安时，电铃报警，电动机不工作。已知控制电路电源电压为12伏，电磁铁线圈电阻不计，R1电阻值为80欧．
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（1）图甲中的D点应与触点 　 　(选填”A”、”B”或”K”)相连。
（2）该电梯的最大载重(轿厢内人和货物的总重)为多少牛？
（3）若想降低该电梯最大载重，下列方法可行的是____ (选填字母)。
A．适当降低R1阻值
B．适当减小控制电路的电源
C．适当增加电磁铁的线圈匝数
【答案】（1）A
（2）解：R最小===120Ω
R2最小= R最小- R1=120Ω-80Ω=40Ω
由图乙知此时的压力最大为F最大=8×103N
（3）A；C
【解析】【分析】电磁继电器中控制电路电流达到一定值时，电磁铁磁性足够强，会吸下衔铁，导致工作电路中开关状态发生改变，从而起到自动控制的作用。
【解答】（1）根据电路图及题意，要求控制电路中电流达到0.1安时，衔铁吸下，电铃报警，故下方的B触电应该与C点相连，A触电应与D触电相连。故答：A
（2）电梯最大载重量为电铃不报警，所以控制电路中电流不能大于等于0.1安，所以控制电路中点总电阻不能小于R最小===120Ω， 压敏电阻R2阻值最小不能小于 R2最小= R最小- R1=120Ω-80Ω=40Ω ，根据乙图， 压力最大为F最大=8×103N 。
故答： 解：R最小===120Ω
R2最小= R最小- R1=120Ω-80Ω=40Ω
由图乙知此时的压力最大为F最大=8×103N
（3） 想降低该电梯最大载重 ，根据图乙，即让R2的电阻最小值变大，同时，吸下衔铁的吸力不变的情况下，那就可以通过降低R1阻值，增大控制电路电源电压，或者增加电磁铁线圈匝数的方法来实现，故答：AC
13．（2024八下·长兴月考）小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压就越大，二者的关系如图乙所示。闭合开关，当继电器线圈中电流大于或等于20mA 时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。
（1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。请你判断灯　 　（填“L1”或“L2”） 是红灯。
（2）某水平公路桥禁止质量大于或等于 20t的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？ （g取10N/Kg）
（3）在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少？
【答案】（1）L2
（2）车对水平地面的压力F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N；
根据图乙可知，此时的输出电压U=1V；
电路总电阻：；
电阻R的阻值：R=R总-R线圈=50Ω -20 Ω =30Ω；
（3）使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=20mA=0.02A，继电器线圈的电阻R线=20Ω要使该装置报警，压力传感器输出的电压最小值为：
U0=IR线圈=0.02A×20Ω=0.4V，
由图象可知，此时压力传感器受到的压力：F'=0.8×105N；
那么通过车辆的最小重力G=F'=0.8×105N。
【解析】【分析】电磁继电器是根据控制电路中电流达到一定值时，电磁铁磁性足够强，吸下衔铁，使工作电路中的电路开关闭合状态改变而运行不同用电器工作的原理工作的。
【解答】（1）由图可知，压敏传感器随着压力的增大，输出电压增大，不超载时，电压足够小，控制电路中电流够小，不会让电磁铁的吸力吸下衔铁，所以不超载时，衔铁接触上触点，L1支路导通，L1灯亮，L1为绿灯，超载后，衔铁吸下，L2支路导通，L2灯亮，L2为红灯。故答： L2
14．（2024·拱墅会考）如图甲所示为某款豆芽机，如图乙所示为其简化电路，豆芽机的工作电路中，电源电压为220V，和M工作可分别实现加热和喷淋水，为定时开关，每隔1小时闭合1次，闭合1分钟后自动断开；控制电路中，电源电压，为开关，为滑动变阻器，为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图丙所示，当电磁继电器线圈（线圈电阻不计）中的电流小于或等于30毫安，衔铁被释放；当电流大于或等于40毫安，衔铁被吸合。
（1）该豆芽机工作电路正常工作时，能为豆芽提供　 　等萌发条件。
（2）当为100Ω时，闭合，可使豆芽机内的温度控制在什么范围？（列式计算）
（3）若只通过调节的阻值，使豆芽机内最高温度增大一些；如图乙所示，应将的滑片向　 　（选填“左”或“右”）移动适当距离。
【答案】（1）适宜的温度和一定的水分。
（2）当电流等于0.04A之前，衔铁被释放，工作，使豆芽机内温度升高，电阻阻值减小。
当时，由可得：
，对应温度为27℃
当时，衔铁被吸合，停止加热，温度降低，阻值增大，直到电流达，衔铁才被释放，再次加热.
由可得：
，对应温度为18℃
所以温度范围为：18℃≤t≤27℃
（3）右
【解析】【分析】电磁继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
【解答】（1） 该豆芽机工作电路正常工作时，能为豆芽提供适宜的温度和到一定的水分等萌发条件。
（3） 控制电路中总电阻不变，使豆芽机内最高温度增大一些，则热敏阻值会变小，滑动变阻器R1的阻值应该适当的变大，所以滑片向右移动；
故答案为：（1） 适宜的温度和一定的水分。 （2） 所以温度范围为：18℃≤t≤27℃ （3） 右
15．（2024·浙江期末）有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压U1=9 V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图象。工作电路由电压U2=220V的电源和电阻为R0的电热丝组成。通过实验测得，当电磁继电器线圈中的电流达到90mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来，工作电路停止工作。
（1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整。
（2）在升温的过程中，电磁继电器的磁性将　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）当滑动变阻器R2接入电路的电阻为40Ω时，恒温箱内的温度是多少？
【答案】（1）
（2）增大
（3）U电源=9 V，I=90 mA=0.09 A
电路的总电阻：
此时热敏电阻R1的阻值：
由图象知，热敏电阻的阻值为60Ω时，对应的温度为90℃
【解析】【分析】电磁继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。电磁继电器广泛应用于航空、航天、船舶、家电等领域，主要完成信号传递、执行控制、系统配电等功能，是各系统中关键电子元器件之一。
二、电动机
1．（2024八下·余杭期中） 如图所示为某电动机的原理图，EF、PQ 为螺线管，abcd 为电动机的线圈，00'为转轴。闭合开关，线圈能朝一个方向持续转动，则(　　)
A．螺线管F 端为N 极 ，P 端 为N 极
B．图中线圈平面恰好处在平衡位置
C．若将电源的正负极对调，转动方向不变
D．图示装置工作时把机械能转化为电能
【答案】C
【解析】【分析】 A.开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断两个螺线管的磁极；
B.当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡状态，此时线圈受力平衡；
C.通电导体在磁场中受到力的作用；通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关；
D.根据电动机的能量转化过程判断。
【解答】 A.由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出，据安培定则可知，通电螺线管EF的E端为N极、F端为S极，通电螺 线管PQ的P端为N极、Q端为S极，故A错误；
B.当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡状态，此时线圈受力平衡，故B错误；
C.若只将电源的正负极对调，则电流的方向发生改变，两个螺线管的磁极的方向也发生了改变，即线圈所处磁场方向改 变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同，即顺时针转动，故C正确；
D.电动机工作时将电能转化为机械能，故D错误。
故选C。
（1题图） （2题图）
2．（2024八下·长兴月考）同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平向右移动，导体cd也随之运动起来，与该实验装置左侧运动原理相同的装置是（　　）
A．电风扇 B．电磁起重机 C．扬声器 D．动圈式话筒
【答案】D
【解析】【分析】闭合电路中的一部分导体切割磁感线会产生感应电流，属于电磁感应原理。
【解答】A、电风扇内部有电动机，属于通电线圈在磁场中受力转动的原理，不属于电磁感应原理，A错误。
B、电磁起重机内有电磁铁及电动机，分别属于电流的磁效应，和通电线圈在磁场中受力转动的原理，不属于电磁感应原理，B错误。
C、扬声器是因为内部有通电线圈，应为电流的不同，而在磁场中受到的力不同从而带动发生装置震动，不属于电磁感应原理，C错误。
D、动圈式话筒内有闭合线圈，当声音传导至话筒内的可以震动的装置带动线圈震动时，会切割内部的磁场，从而产生感应电流，属于电磁感应原理，D正确。
故答D。
3．图甲是通电线圈在磁场中受到力的作用的示意图，图乙是图甲情景剖面图，“”表示导线垂直纸面电流从纸外流向纸内，“⊙”表示导线垂直纸面电流从纸内流向纸外。现通电线圈转至丙位置，其正确的剖面图是(　　)
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】【分析】 通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即其中任何一个因素改变，所受力的方向也会改变，据此分析判断。
【解答】 A.与乙图相比，磁场方向不变，ab、cd的电流方向改变，所以受力方向改变，故A错误；
B.与乙图相比，磁场方向不变，ab、cd的电流方向不改变，所以受力方向不改变，故B正确；
C.图中没有用换向器，所以ab的电流方向不可能改变，故C错误；
D.与乙图相比，磁场方向不变，ab、cd的电流方向不改变，所以受力方向不改变，故D错误。
故选B。
4．如图所示，闭合开关，铜棒向左运动，为使铜棒向右运动，下列操作不可行的是(　　)
A．只对调电源的正、负极
B．只对调磁体的N、S极
C．导线①接A、C接线柱，导线②接B、D接线柱
D．同时对调电源正、负极和磁体N、S极
【答案】D
【解析】【分析】通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关，据此分析判断。
【解答】通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关，只改变任意一个因素，导体的受力方向会发生改变。如果同时改变两个因素，那受力方向不变。
A.只对调电源的正、负极，则只改变电流方向，则受力方向改变，故A不合题意；
B.只对调磁体的N、S极，则只改变磁场方向，则受力方向改变，故B不合题意；
C.导线①接A、C接线柱，导线②接B、D接线柱，只改变电流方向，则受力方向改变，故C不合题意；
D.同时对调电源正、负极和磁体N、S极，两个因素都改变，则受力方向不变，故D符合题意。
故选D。
（4题图） （5题图）
5．（2024·浙江期末）夜幕下的广场上，孩子们喜欢骑上能发光的滑板车滑行。这种滑板车在人的助力下可以滑行，同时轮子会发光，停下来时就不发光。下图的原理与这种滑板车发光的原理类似的是(　　)
B． C． D．
【答案】C
【解析】【分析】闭合电路中，一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流的现象叫做电磁感应；
【解答】 这种滑板车在人的助力下可以滑行，同时轮子会发光 ，可以看此处是机械能转化成电能，所以属于电磁感应原理的应用，C正确；
故答案为：C
6．（2023八下·杭州期中） 如图所示，学校综合实践小组用一段漆包线绕成线圈，用小刀刮去两端的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去半周，把线圈放在用硬金属丝做成的支架上，并按图示连接电路。闭合开关后，用手轻推一下线圈，线圈就开始转动。若将电源的正、负极对调，则线圈的转动方向与原来　 　（填“相同”或“相反”），原因是　 　；若在开关和电源之间串联一个电阻，线圈的转速将　 　（填“变快”“不变”或“变慢”）。
【答案】相同；电流的方向发生改变，磁场的方向也发生了改变；变慢
【解析】【分析】通电导体在磁场中受到力的作用；通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关；通电导体在磁场中受力的大与电流大小和磁场的强弱有关。
【解答】由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极。
闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理；若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁场的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
若在开关和电源之间串联一个电阻，闭合开关后，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小了，则线圈受到的磁场力将变小，转速将变慢。
故答案为：相同；电流的方向发生改变，磁场的方向也发生了改变；变慢。
7．（2022八下·温州期末）图甲是欧姆在研究电学原理时，设计的一款能测量电流大小的电流扭秤(内部结构如图乙)。容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源，AB两端存在电压，其电压大小由温差决定。利用悬丝在直线导体上方悬挂磁针，导体中有电流通过时，磁针偏转，为保证测量的可靠性，欧姆对电流扭秤进行了多次试测，数据如下表：
组别 水银温度/℃ 磁针偏转情况
A B 方向 角度
1 40 10 顺时针 3θ
2 40 20 顺时针 2θ
3 40 30 顺时针 θ
4 40 50 逆时针 θ
（1）实验中欧姆是通过　 　来反应电流大小的。
（2）根据欧姆的实验数据，控制A、B中水银温度分别为30℃和50℃，可推测磁针偏转的方向及角度为　 　。
（3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可采用的方法是　 　。(列举1点)
【答案】（1）磁针偏转角度
（2）逆时针转过2θ
（3）换用磁性更强的磁针(或减小磁针和导体之间的距离)
【解析】【分析】（1）当导体中有电流经过时会产生磁场，小磁针受到磁力作用而发生偏转，且通过的电流越大，磁场越强，小磁针受到的磁力越大，最终小磁针的偏转角度越大。
（2）根据表格数据，分析磁针偏转方向和偏转角度的变化规律，然后进行推算即可；
（3）磁针的偏转角度与它受到磁力的大小有关，据此分析改进方法。
【解答】（1）实验中欧姆是通过磁针偏转角度来反应电流大小的。
（2）根据实验1和4可知，当A的温度高于B的温度时，磁针顺时针方向旋转；反之，磁针逆时针方向旋转。由此可知，当A为30℃，B为50℃时，A的温度低于B，那么磁场逆时针方向旋转。
根据实验1、2、3可知，当温差为30℃时，磁针偏转3θ；当温差为20℃时，磁针偏转2θ；当温差为10℃时，磁针偏转θ，那么磁针偏转角度与温差成正比。据此可知，当A为30℃，B为50℃时，温差为20℃，那么此时磁针偏转2θ。
综上所述，磁针应该逆时针转过2θ。
（3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，就必须增大磁力；
①换用磁性更强的小磁针；
②磁力大小与磁体之间的距离成反比，即此时可以减小磁针到导体之间的距离。
8．（2021八下·吴兴期末）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照如图组装实验器材。
（1）小明先探究磁场对通电导线作用力的方向与什么因素有关。小明接通电源，看到直导线向左运动，若改变电源正负极并将磁体的两极对调，接通电源后，将观察到直导线向　 　（选填“左”或“右”）运动。
（2）观察“磁场对通电直导线的作用”活动后，小明又接着探究磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关。他的猜想如下：
猜想1：磁场对电流作用力的大小与直导线的长度有关；
猜想2：磁场对电流作用力的大小与磁场的强弱有关；
猜想3：磁场对电流作用力的大小与导线中的电流大小有关。
小明决定对猜想3进行探究。他在图中器材的基础上，可以添加一个　 　。
（3）本实验运用的研究方法主要是　 　。
【答案】（1）左
（2）滑动变阻器
（3）控制变量法
【解析】【分析】（1）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关；
（2）根据控制变量法的要求分析即可；
（3）在探究一个因素对物理量的影响时，保证其他因素相同，这就是控制变量法。
【解答】（1）若改变电源正负极并将磁体的两极对调，则通过导线的电流方向与原来相反，那么导线受力的方向与原来相反，因此将观察到直导线向左运动。
（2）探究猜想3时，即探究磁场对电流作用力的大小与电流大小的关系时，必须改变通过导线的电流，即改变电路的电阻，因此可以添加一个滑动变阻器。
（3）本实验运用的研究方法主要是控制变量法。
9．（2024八下·临平月考）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。
（1）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择　 　（填“铁”或“铝”）棒为好。
（2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，然后小明仅对调磁极位置，再闭合开关，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可得的结论是　 　。
（3）然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。小明这样的操作存在的问题是　 　。
（4）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将金属棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更小的铜棒（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。实验过程中，小明可根据　 　来推断通电导线在磁场中的受力大小。
【答案】（1）铝
（2）磁场对通电导线的作用方向与磁场方向有关
（3）没有改变金属棒中的电流方向
（4）导线的偏转角度大小
【解析】【分析】（1）磁体具有吸引铁钴镍的性质。
（2）力的改变物体运动状态的原因，通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
（3）通电导线在磁场中受力的作用，所受磁场力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关。
【解答】（1）在做实验前，为了防止铁棒被磁体吸引着，应选择铝棒为好。
（2）在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先仅对调磁极位置，改变磁场方向，再闭合开关，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，受力分析改变，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
（3）将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，电流方向与甲相同，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。小明这样的操作存在的问题是没有改变电流方向。
（4）实验过程中，小明应根据导线摆动角度来推断通电导线在磁场中的受力大小 。
故答案为（1）铝；（2）磁场对通电导线的作用方向与磁场方向有关；（3）没有改变金属棒中的电流方向 ；（4）导线的偏转角度大小 。
10．（2024八下·临平月考）某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）。
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）。
猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）。
为了验证其他猜想，他们进行了如下实验：
（1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想　 　（填“1”“2”或“3”）是错误的。
（2）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近（如图戊），发现它们相互排斥。接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了猜想是正确的　 　（填“1”“2”或“3”）。
（3）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，静止时如图己所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力____。
A．等于G B．小于2G C．等于2G D．大于2G
（4）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离Lab　 　Lbc（填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】（1）1
（2）2
（3）C
（4）小于
【解析】【分析】磁体上磁性最强的部位叫磁极，每个磁体都有N极和S极两个磁极。磁极间相互作用的规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的。
【解答】（1）当按图丁的放置方法悬挂起来时，若猜想1是正确的，则环形磁体不会静止在任何位置，只会停留在一个方向：N极在北面，S极在南面，故猜想1是错误的。
（2）当按图戊的方法用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来，如果猜想3正确，由于地磁场的作用，不会在任何位置保持静止，结果观察到磁体在特定位置能保持静止，这说明猜想3是错误的，则猜想2是正确的。
（3）设磁铁a对底座的压力为F1；a对b的排斥力为F2，对于磁铁b，受到重力和磁铁a的排斥力F2，根据平衡条件可得F2=G，
以b和a整体为研究对象，因为磁铁a对底座的压力F1与底座对a和b的支持力是一对相互作用力，所以磁铁a对底座的压力等于它们的总重力，即F1=2G，
故选C。
（4）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），此时b磁铁受到3个力的作用，b磁铁静止时，由力的平衡条件可得Fa对b=G+Fc对b，所以Fa对b＞Fc对b，即a对b的排斥力更大，说明a、b间的距离更小，则相邻两个磁铁间的距离Lab小于Lbc。
故答案为：（1）1；（2）2；（3）C；（4）小于。
三、电流磁效应的其他应用
1．（2024八下·温州期中）某科学兴趣小组设计的温度自动报警器部分电路示意图。当温度上升至设定值时，通过电路中指示灯亮灭交替闪烁起到报警功能。（线圈、衔铁和温度计中水银的电阻均忽略不计）。下列四个电路能实现报警功能的是
B． C． D．
【答案】C
【解析】【分析】对各个线路图进行分析，推测工作过程，哪个与描述一致，哪个就是正确选项。
【解答】AD.灯泡与线圈串联在同一支路上，衔铁会将灯泡与线圈短路，则线圈和灯泡没有电流经过，灯泡始终不发光，故A、D不合题意；
B.灯泡与衔铁串联在同一支路上，会被线圈短路，因此灯泡不会发光，故B不合题意；
C.灯泡串联在干路上，当温度升高到一定程度时，水银柱接通电路，此时灯泡发光。由于线圈产生磁铁，会将衔铁吸过去，则此时电路断开，那么灯泡熄灭。此时电磁铁失去磁性，衔铁弹回接通电路，再次重复前面的过程，故C符合题意。
故选C。
2．（2024八下·绍兴期中）小滨利用“热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小”的性质，设计了判断水温变化的装置，其工作原理如图甲所示，电源、热敏电阻、电磁铁、定值电阻R0由导线连接成一个串联电路，在线圈的上方固定一个弹簧测力计，其下端挂一铁块。实验时把热敏电阻放入盛水的烧杯中，水温的变化会引起弹簧测力计示数发生变化：如图乙所示为某次实验中弹簧测力计读数随时间变化的图像。下列说法正确的是 (　　)
A．t1到t2时间内热敏电阻的阻值变大 B．t1到t2时间内水温升高
C．t2到t3时间内电压表示数最小 D．t3到t4时间内电路中电流变大
【答案】B
【解析】【分析】由电路图可知，定值电阻与热敏电阻串联，根据图乙可知测力计的示数变化，据此可判断线圈中的电流的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，然后可知电压的变化，根据热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小判断水温的变化。
【解答】由电路图可知，定值电阻与热敏电阻串联，电压表测定值电阻R0两端的电压，
A、由图象可知，t1到t2时间内弹簧测力计示数增大，说明铁块受到磁力增大，线圈中的电流变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻减小，则热敏电阻的阻值减小，故A错误。
B、因热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小，所以，t1到t2时间内热敏电阻的阻值减小时，水温升高，故B正确。
C、由图象可知，t2到t3时间弹簧测力计示数不变，说明电路中的电流不变，则热敏电阻两端电压没有改变，根据串联电路的电压特点可知，电压表的示数不变；结合B项分析可知t2时刻水温最高，电路中的电流最大，由U=IR可知定值电阻R0两端的电压最大（电压表示数最大），所以，t2到t3时间内电压表的示数最大，故C错误。
D、由图象可知，t3到t4时间内弹簧测力计示数减小，说明铁块受到磁力减小，电路中的电流减小，故D错误。
故答案为：B。
3．下面四幅图中，其工作原理不涉及电磁铁应用的是(　　)
A．指南针 B．电铃 C．磁悬浮列车 D．移动硬盘
【答案】A
【解析】【分析】（1）指南针应用了磁体可以指示南北的性质。
（2）电铃、空气开关、电磁继电器、扬声器、电磁起重机等里面都有电磁铁。
（3）电磁铁通电后具有磁性。
（4）移动硬盘中含有电磁铁。
【解答】A、指南针应用了磁体可以指示南北的性质，与电磁铁无关，故A符合题意。
B、在电铃中，有铁芯的通电螺线管组成了电磁铁；通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把衔铁吸下来，使小锤敲击铃碗发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声了。故B不符合题意。
C、磁悬浮列车利用的是磁极间的相互作用规律，列车通电后，具有磁性，用到了电磁铁，故C不符合题意。
D、移动硬盘中含有电磁铁，利用了电磁铁的原理，故D不符合题意。
故答案为：A。
4．如图所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电路中始终有电流，但电铃只响一声就不再响了，原因是(　　)
A．电磁铁始终没有磁性
B．衔铁没有向下运动
C．衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹
D．电池正、负极接反了
【答案】C
【解析】【分析】电铃发出声音是受到钉锤的敲击而产生的。不能连续发声，是钉锤不会连续敲击造成的。从此入手分析即可解决此题。
【解答】当开关闭合后，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，打击铃碗，发出声音。此时电路始终接通，电磁铁始终吸引衔铁，衔铁不会回弹，所以钉锤不能在重复打击铃碗，故C正确。
故答案为：C。
（4题图） （5题图）
5．（2021·海曙模拟）如图甲为太阳能路灯的原理图。自天光线强时，太阳能电地板为著电池充电，夜晚元题弱时，蓄电池为电灯供电。电路中的R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．白天蓄电池相当于电源 B．光线较强时，电磁铁磁性较大
C．电磁铁上端为N极，下端为S极 D．a是太阳能电池板，b是路灯
【答案】B
【解析】【分析】（1）电源提供电能，开关控制电路通断，导线输送电能，用电器消耗电能。
（2）根据乙图确定光线增强时光敏电阻的变化，然后确定电流变化，最后分析电磁铁的磁性大小变化；
（3）根据安培定则判断电磁铁的极性。
（4）根据衔铁所在的位置判断处于蓄电状态还是供电状态即可。
【解答】A.白天时，路灯不工作，此时蓄电池处于充电状态，并不向外供电，不是电源，故A错误；
B.根据乙图可知，当光线较强时，光敏电阻阻值减小，通过电路的电流增大，电磁铁的磁性较大，故B正确；
C.线圈上电流方向向左；右手握住螺线管，完全的四指指尖向左，此时大拇指指向下端，则电磁铁的下端为N极，上端为S极，故C错误；
D.白天时，电磁铁磁性大，衔铁吸下来接通b所在的电路，此时处于充电状态，因此b为太阳能电池板，而a是路灯，故D错误。
故选B。
6．如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是(　　)
A．电磁铁的右端为N极
B．小磁针将顺时针旋转
C．当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变亮
D．当P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数增大
【答案】C
【解析】【分析】（1）根据安培定则得出电磁铁的两极，根据磁极间的相互作用判断小磁针旋转方向；
（2）先分析滑片向左或向右移动时，变阻器的阻值是变大了还是变小了，然后根据欧姆定律得出电流大小变化情况，从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况，进一步得出灯泡亮度的变化和电压表示数的变化。
【解答】AB、根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极；根据磁极间的相互作用规律可知，通电后，小磁针将会逆时针旋转，故AB错误；
C、闭合开关S1和S2，使滑片P向左滑动，变阻器接入电路的电阻变小，左侧电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，右侧电路中电流变大，所以指示灯的亮度会变亮，故C正确。
D、使滑片P向右滑动，变阻器接入电路的电阻变大，左侧电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，右侧电路中电流变小，根据U=IR可知，灯泡两端的电压减小，即电压表示数变小，故D错误。
故答案为：C。
7．如图是火警自动报警原理图，发生火警时，会发生下列变化：a．温度升高使双金属片弯曲；b．电磁铁有磁性；c．红灯亮，电铃响，发出警报；d．接通触点使控制电路中有电流流过；e．衔铁被吸下；f．接通触点使工作电路中有电流流过。这些变化的合理顺序是(　　)
A．adbefc B．adbfce C．abdcef D．abedef
【答案】A
【解析】【分析】根据电磁继电器的工作原理进行分析：电磁继电器控制电路开关闭合，电磁铁通电有磁性，衔铁被吸下，使动触点与下端的静触点接触，工作电路接通。
【解答】根据电磁继电器的工作原理进行分析如下：
发生火警时，a、温度升高使双层金属处向外膨胀；d、接通触点使控制电路中有电流通过；b、电磁铁有磁性；e、衔铁被吸下；f、接通触点使工作电路中有电流通过；c、电灯亮、电铃响、发出警，故A正确。
故答案为：A。
8．（2021八下·余杭期中）如图是抓拍机动车闯红灯装置的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法正确的是（　　）
A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄
B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄
D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
【答案】C
【解析】【分析】根据整个装置的工作过程判断。
【解答】根据图片可知，光控开关与压力开关串联，二者同时控制电磁铁。根据串联电路的特点可知，只有光控开关和压力开关都闭合时，才会有电流经过电磁铁，它才会产生磁场，将衔铁吸下来，接通摄像系统所在的电路，摄像系统才会自动拍摄，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
9．（2021八下·杭州期中）小金设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光 线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭，控制电路中， 电源电压恒定，R0 为定值电阻，R 为光敏电阻，其阻值随光照强度 的增大而减小。以下说法正确的是（　　）
A．电磁铁的上端为 S 极
B．当光照强度增强，控制电路的电流变小
C．当光照强度减弱，衔铁被吸下来
D．灯泡应设计在 A 和 B 两接线柱之间
【答案】D
【解析】【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的极性；
（2）首先分析光敏电阻随光照强度的变化规律，再确定电流大小改变；
（3）（4）根据整个装置的工作过程分析判断。
【解答】A.线圈上电流方向向右；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，那么电磁铁的上端为N极，故A错误；
B.当光照强度增强时，光敏电阻阻值减小，那么通过控制电路的电流增大，故B错误；
C.当光照强度减弱时，光敏电阻阻值增大，那么通过控制电路的电流减小，电磁铁的磁场变弱，衔铁向上运动，故C错误；
D.光线较暗时，光敏电阻阻值增大，通过控制电路的电流变小，电磁铁磁场变弱，衔铁弹回上边，接通AB所在的电路，此时灯泡发光，因此灯泡应该接在AB之间，故D正确。
故选D。
（9题图） （10题图）
10．（2022八下·龙游月考）如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，以下说法正确的（　　）
A．温度达到90℃，绿灯亮
B．自动报警器的触点类似一种开关
C．自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象
D．把水银温度计换成酒精温度计同样可以工作
【答案】B
【解析】【分析】根据电磁铁的应用的知识分析判断。
【解答】根据图片可知，当温度达到90℃时，水银柱与金属丝接通，此时电磁铁产生磁性，将衔铁吸下来，切断绿灯所在的电路，此时绿灯熄灭，故A错误；
自动报警器中的电磁铁和触点相当于一个开关，故B正确；
电磁铁运用了电流的磁效应，故C错误；
水银为导体，而酒精为绝缘体，即使酒精的液柱与金属丝接触，也不能接通电磁铁所在的电路，因此不能正常工作，故D错误。
故选B。
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专题02 电生磁及其应用
一、电磁继电器
1.电磁继电器：
①构造：如图
②实质：是由电磁铁控制的开关，用低电压、弱电流控制高电压强电流进行远距离操作和自动控制。
③工作原理：电磁铁通电时把衔铁吸下来，将工作电路的触点接通，工作电路闭合；电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。
二、电动机
1.磁场对通电导线的作用：
（1）磁场对放入其中的通电导线会产生力的作用。
通电导线在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场方向有关，改变其中之一，导线的受力方向正好相反。如果同时改变电流方向和磁场方向则导线的受力方向不变。
磁场不是对任意放置的直导线都有力的作用。当导线与磁场方向平行时，磁场力为零。
2.磁场对通电线圈的作用：
（1）通电线圈在磁场中会受到力的作用而转动。但在电流方向磁场方向一定时，线圈只能转动半个周期，不能连续的转动。
（2）工作原理：如图所示
甲 乙 丙
甲：线圈受到力使它顺时针转动。
乙：线圈由于惯性会穿越过平衡位置。
丙：线圈受到的力使它逆时针转动。
3.直流电动机：
（1）利用直流电源供电的电动机叫直流电动机。
（2）原理：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成。它在工作时将电能转化为机械能。
（3）构造：磁铁（NS）、线圈、换向器（EF）、电刷（AB）等构成。
换向器：有两个半铜环构成，换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变通入线圈中的电流方向，从而改变受力方向，使线圈连续转动。
4.交流电动机：日常生活中，由于电网供电是交流电，所以家用电器中的电动机是交流电动机。交流电动也是依靠通电导体受力来运转的。
三、电流磁效应的其他应用
1.电铃
①主要结构：电磁铁、弹性片、衔铁、铃铛。
②工作原理：电路闭合电磁铁吸引衔铁，使小铁锤向铁铃方向运动，小铁锤打击电零而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小铁锤又被弹回电路闭合。上述过程不断重复电铃便会发出铃声。
2.磁悬浮列车：磁悬浮列车是利用列车轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁的磁极的相互吸引或排斥，从而使列车悬浮起来，使列车与轨道没有接触，消除了列车与轨道间的摩擦。磁悬浮列车的阻力很小，因此运行速度很快。
3.信息的磁记录：利用磁性材料的磁化记录语言、音乐、图像、数据的信息，应用广泛，如录像带、磁带、计算机硬盘、优盘、银行卡等。
4.电话：（1）工作原理：话筒把声音信号转化为电流，听筒把变化的电流转化为声音信号。
一、电磁继电器
1．（2023八下·镇海期末）如图是一种“电子秤”的结构简图，其中的电磁铁和永磁体之间相互排斥，对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，可通过调节滑动变阻器改变电流大小，从而改变斥力大小，使指针始终指在“a”位置。该电子秤所称量物体质量m跟电路中电流I的关系为m=kI（k为500克/安）。据此原理，可将电流表改装成“质量显示仪”达到称量质量的目的。电源电压为9伏，线圈电阻为10欧，线圈允许通过的最大电流为0.8安，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”，电流表量程为0~0.6安。假设弹簧等元件均能正常工作。下列说法中错误的是（　　）
A．永磁体下端为S极
B．该电子秤的称量范围为75g~400g
C．要增大斥力，应将变阻器滑片P向下移动
D．要增大电子秤称量范围，可以通过增大电路中电流的取值范围来实现
2．如图甲所示，将一对磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有间隙，就制成了一种磁控元件——干簧管，以实现自动控制。某同学自制了一个线圈，将它套在干簧管上，制成一个干簧继电器，用来控制灯泡的亮灭，如图乙所示。干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包括（　　）
A．电流的磁效应 B．磁场对电流的作用
C．磁极间的相互作用 D．磁化
3．如图所示，一台非铁性物质制成的天平，天平左盘中的A是一铁块，B是一个电磁铁，未通电时，天平平衡，给B通电，铁块A被吸起，当A离开天平托盘，而又未碰到B的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．天平仍保持平衡 B．天平右盘下降
C．天平左盘下降 D．无法判断天平的平衡状况
【答案】C
4．（2024八下·长兴月考）小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。则下列说法正确的是a（　　）
A．光敏电阻的阻值随紫外线的增强而增大
B．进户线a为火线，b为零线
C．若要降低遮阳布启动时的紫外线强度，可将 R1的滑片向左滑
D．当S2闭合时，弹簧处于收缩状态
5．（2024八下·温州期中）城市下水道井盖若丢失易导致行人坠入下水道而发生悲剧。小明同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L 即亮起，以警示行人。图中电路符合要求的是（　　）
B． C． D．
6．（2024九下·临安模拟）如图是小明设计的汽车尾气中排放量的检测电路．当浓度高于某一设定值时，电铃发声报警．气敏电阻阻值与浓度的关系如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．电铃应接在A和B之间
B．当浓度升高，电磁铁磁性减弱
C．用久后，电源电压会减小，报警时最小浓度比设定值低
D．为使该检测电路在浓度更低时报警，可将的滑片向上移
7．（2024·温州模拟）如图为某科学兴趣小组设计的温度自动报警器部分电路示意图，当温度上升至设定值t0时，通过电路中指示灯亮灭交替闪烁起到报警功能。（线圈、衔铁和温度计中水银的电阻均忽略不计）
（1）为了实现报警功能，应将指示灯串联在电路中　 　点。（用图中的字母表示）
（2）若电路中干电池电压为1.5伏，电池的容量为3安 时，可供规格为“1.5伏　 　小时。
（7题图） （8题图）
8．（2024·浙江期末）如图所示是一种安全门锁的工作原理示意图。保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门锁的打开、关闭。
（1）根据示意图分析可知，闭合开关，电磁铁的左端为　 　极，吸引铁质插销使门打开。
（2）使用一段时间后发现电磁铁的磁性变弱，需增大其磁性，可采取的一项措施是　 　。
9．（2024八下·浙江期中）科学进步是推动人类文明发展的重要动力， 科学技术也在影响我们的生活。
（1）电磁继电器能实现用低电压控制高电压、弱电流控制强电流。如图所示的电路， 处接电动机或指示灯。当低压控制电路断开时， 指示灯亮； 当低压控制电路闭合时， 电动机工作。则 处接的是 　 　(选填“指示灯”或“电动机”)。
（2） 电动车已进入千家万户， 充电时易引发火灾， 下列做法存在安全隐患的是____。
A．下班给电瓶车充电， 一直充到第二天早上拔掉插头
B．插座不够用， 外接一个多孔插座大家共用
C．电动车推到家里充电
D．统一按照小区指定的充电场所充电， 充满即拔
10．（2024八下·苍南期中）随着人们越来越追求高品质的生活，空气净化器逐渐走入家庭。某项目化小组同学研究了空气净化器模型后，为其增设了可根据空气质量指数自动控制风机是否开启以及档位大小自动调节装置。如下表是根据空气质量指数K 划分的空气质量等级。风机增设部分内部工作原理如图1 所示，包括工作电路和控制电路两个部分，控制电路中的电源电压U1=12V，调控电阻R0的阻值大小可调，R为气敏电阻，其阻值随空气质量指数K的变化的图像如图2所示，L为磁控开关，当气敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中的电流随之发生变化，当电流大于或等于100mA 时，L的两个由铁制成的弹片相互吸合，工作电路的电动机启动第一档工作模式；当电流增大到一定值时，电磁铁吸引衔铁，触点ab接通，工作电路的电动机启动第二档工作模式。工作电路两端电压为U2，线圈、磁控开关L 以及电动机的电阻均不计。
空气质量指数 K 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 >300
空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
（1）闭合开关S时，图1中线圈的左端P相当于条形磁体的　 　极
（2）开关闭合后，磁控开关L的两个弹片在一定条件下相互吸合，请你说说它涉及《电与磁》的哪些知识？
（3）若要求控制空气质量等级至少为良，则调控电阻R0的阻值范围是多少？（写出计算过程）
（4）在保证风机工作的情况下，若要在空气质量指数K更低时开启风机第二档工作，则以下调整可以实现的是（　　）
A．减小调控电阻R0的阻值 B．适当降低控制电路电源电压
C．增加电磁铁线圈匝数 D．适当增加衔铁和线圈的距离
11．（2024·浙江模拟）某项目学习小组计划设计一款可温控电风扇（如图甲所示）。Rx为热敏电阻，其阻值随温度的变化（如图乙所示）。（电磁铁线圈电阻忽略不计）。
【工作原理】开关S1闭合，当开关S连接bc，接通控制电路，若室温达到30C，电磁继电器吸引衔铁，动触头上弹，工作电路接通，电风扇运转；当室温低于22℃，电磁继电器断开衔铁，动触头弹回，工作电路断开，电风扇停止运转。
【产品制作】根据电路图的工作原理，若开关S1闭合，当开关S连接ab，温控模式　 　（选填“能”或“否”）实现。
【产品测试】温控模式下，当控制电路的电流为10mA～100mA时，风扇均可处于运转状态。
【产品评价】项目小组制定了项目成果评价表，如表是部分指标的评价内容。请依据以下项目评价表，首先针对【指标2】来评价该作品的达成情况的等级是良好，你认为的评价理由是　 　。
等级/指标内容 优秀 良好 待改进
指标1 能否温度控制或人工控制电风扇的启动或关闭 既能温度控制，又能人工控制 能温度控制，但不能人工控制 不能温度控制，但能人工控制
指标2 电风扇的风速是否可调 风速是可调且连续变化 风速是可调的但不连续变化 风速不可调
【产品迭代】某同学提出对方案进行适当的升级改造，欲使电风扇运转的临界温度可根据使用者的需求进行个性化调节。为达成该设计的迭代升级，以下方案中可行的是　 　。
A.在控制电路中接一个滑动变阻器 B.电磁铁选用匝数可变的线圈
C.改变工作电路中滑动变阻器的阻值 D.将控制电路的电源改成电压可调的电源
12．（2024八下·临海期中）电梯为居民出入带来了很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，R1为保护电阻，R2为压敏电阻，R2阻值与它所受压力F的关系如图乙所示。闭合开关S，电梯没有超载时，电动机正常工作，电铃不响：当控制电路中的电流达到0.1安时，电铃报警，电动机不工作。已知控制电路电源电压为12伏，电磁铁线圈电阻不计，R1电阻值为80欧．
--
（1）图甲中的D点应与触点 　 　(选填”A”、”B”或”K”)相连。
（2）该电梯的最大载重(轿厢内人和货物的总重)为多少牛？
（3）若想降低该电梯最大载重，下列方法可行的是____ (选填字母)。
A．适当降低R1阻值
B．适当减小控制电路的电源
C．适当增加电磁铁的线圈匝数
13．（2024八下·长兴月考）小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压就越大，二者的关系如图乙所示。闭合开关，当继电器线圈中电流大于或等于20mA 时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。
（1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。请你判断灯　 　（填“L1”或“L2”） 是红灯。
（2）某水平公路桥禁止质量大于或等于 20t的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？ （g取10N/Kg）
（3）在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少？
14．（2024·拱墅会考）如图甲所示为某款豆芽机，如图乙所示为其简化电路，豆芽机的工作电路中，电源电压为220V，和M工作可分别实现加热和喷淋水，为定时开关，每隔1小时闭合1次，闭合1分钟后自动断开；控制电路中，电源电压，为开关，为滑动变阻器，为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图丙所示，当电磁继电器线圈（线圈电阻不计）中的电流小于或等于30毫安，衔铁被释放；当电流大于或等于40毫安，衔铁被吸合。
（1）该豆芽机工作电路正常工作时，能为豆芽提供　 　等萌发条件。
（2）当为100Ω时，闭合，可使豆芽机内的温度控制在什么范围？（列式计算）
（3）若只通过调节的阻值，使豆芽机内最高温度增大一些；如图乙所示，应将的滑片向　 　（选填“左”或“右”）移动适当距离。
15．（2024·浙江期末）有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压U1=9 V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图象。工作电路由电压U2=220V的电源和电阻为R0的电热丝组成。通过实验测得，当电磁继电器线圈中的电流达到90mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来，工作电路停止工作。
（1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整。
（2）在升温的过程中，电磁继电器的磁性将　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）当滑动变阻器R2接入电路的电阻为40Ω时，恒温箱内的温度是多少？
二、电动机
1．（2024八下·余杭期中） 如图所示为某电动机的原理图，EF、PQ 为螺线管，abcd 为电动机的线圈，00'为转轴。闭合开关，线圈能朝一个方向持续转动，则(　　)
A．螺线管F 端为N 极 ，P 端 为N 极
B．图中线圈平面恰好处在平衡位置
C．若将电源的正负极对调，转动方向不变
D．图示装置工作时把机械能转化为电能
（1题图） （2题图）
2．（2024八下·长兴月考）同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平向右移动，导体cd也随之运动起来，与该实验装置左侧运动原理相同的装置是（　　）
A．电风扇 B．电磁起重机 C．扬声器 D．动圈式话筒
3．图甲是通电线圈在磁场中受到力的作用的示意图，图乙是图甲情景剖面图，“”表示导线垂直纸面电流从纸外流向纸内，“⊙”表示导线垂直纸面电流从纸内流向纸外。现通电线圈转至丙位置，其正确的剖面图是(　　)
A． B． C． D．
4．如图所示，闭合开关，铜棒向左运动，为使铜棒向右运动，下列操作不可行的是(　　)
A．只对调电源的正、负极
B．只对调磁体的N、S极
C．导线①接A、C接线柱，导线②接B、D接线柱
D．同时对调电源正、负极和磁体N、S极
（4题图） （5题图）
5．（2024·浙江期末）夜幕下的广场上，孩子们喜欢骑上能发光的滑板车滑行。这种滑板车在人的助力下可以滑行，同时轮子会发光，停下来时就不发光。下图的原理与这种滑板车发光的原理类似的是(　　)
B． C． D．
6．（2023八下·杭州期中） 如图所示，学校综合实践小组用一段漆包线绕成线圈，用小刀刮去两端的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去半周，把线圈放在用硬金属丝做成的支架上，并按图示连接电路。闭合开关后，用手轻推一下线圈，线圈就开始转动。若将电源的正、负极对调，则线圈的转动方向与原来　 　（填“相同”或“相反”），原因是　 　；若在开关和电源之间串联一个电阻，线圈的转速将　 　（填“变快”“不变”或“变慢”）。
7．（2022八下·温州期末）图甲是欧姆在研究电学原理时，设计的一款能测量电流大小的电流扭秤(内部结构如图乙)。容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源，AB两端存在电压，其电压大小由温差决定。利用悬丝在直线导体上方悬挂磁针，导体中有电流通过时，磁针偏转，为保证测量的可靠性，欧姆对电流扭秤进行了多次试测，数据如下表：
组别 水银温度/℃ 磁针偏转情况
A B 方向 角度
1 40 10 顺时针 3θ
2 40 20 顺时针 2θ
3 40 30 顺时针 θ
4 40 50 逆时针 θ
（1）实验中欧姆是通过　 　来反应电流大小的。
（2）根据欧姆的实验数据，控制A、B中水银温度分别为30℃和50℃，可推测磁针偏转的方向及角度为　 　。
（3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可采用的方法是　 　。(列举1点)
8．（2021八下·吴兴期末）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照如图组装实验器材。
（1）小明先探究磁场对通电导线作用力的方向与什么因素有关。小明接通电源，看到直导线向左运动，若改变电源正负极并将磁体的两极对调，接通电源后，将观察到直导线向　 　（选填“左”或“右”）运动。
（2）观察“磁场对通电直导线的作用”活动后，小明又接着探究磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关。他的猜想如下：
猜想1：磁场对电流作用力的大小与直导线的长度有关；
猜想2：磁场对电流作用力的大小与磁场的强弱有关；
猜想3：磁场对电流作用力的大小与导线中的电流大小有关。
小明决定对猜想3进行探究。他在图中器材的基础上，可以添加一个　 　。
（3）本实验运用的研究方法主要是　 　。
9．（2024八下·临平月考）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。
（1）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择　 　（填“铁”或“铝”）棒为好。
（2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，然后小明仅对调磁极位置，再闭合开关，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可得的结论是　 　。
（3）然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。小明这样的操作存在的问题是　 　。
（4）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将金属棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更小的铜棒（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。实验过程中，小明可根据　 　来推断通电导线在磁场中的受力大小。
10．（2024八下·临平月考）某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）。
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）。
猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）。
为了验证其他猜想，他们进行了如下实验：
（1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想　 　（填“1”“2”或“3”）是错误的。
（2）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近（如图戊），发现它们相互排斥。接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了猜想是正确的　 　（填“1”“2”或“3”）。
（3）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，静止时如图己所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力____。
A．等于G B．小于2G C．等于2G D．大于2G
（4）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离Lab　 　Lbc（填“大于”“等于”或“小于”）。
三、电流磁效应的其他应用
1．（2024八下·温州期中）某科学兴趣小组设计的温度自动报警器部分电路示意图。当温度上升至设定值时，通过电路中指示灯亮灭交替闪烁起到报警功能。（线圈、衔铁和温度计中水银的电阻均忽略不计）。下列四个电路能实现报警功能的是
B． C． D．
2．（2024八下·绍兴期中）小滨利用“热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小”的性质，设计了判断水温变化的装置，其工作原理如图甲所示，电源、热敏电阻、电磁铁、定值电阻R0由导线连接成一个串联电路，在线圈的上方固定一个弹簧测力计，其下端挂一铁块。实验时把热敏电阻放入盛水的烧杯中，水温的变化会引起弹簧测力计示数发生变化：如图乙所示为某次实验中弹簧测力计读数随时间变化的图像。下列说法正确的是 (　　)
A．t1到t2时间内热敏电阻的阻值变大 B．t1到t2时间内水温升高
C．t2到t3时间内电压表示数最小 D．t3到t4时间内电路中电流变大
3．下面四幅图中，其工作原理不涉及电磁铁应用的是(　　)
A．指南针 B．电铃 C．磁悬浮列车 D．移动硬盘
4．如图所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电路中始终有电流，但电铃只响一声就不再响了，原因是(　　)
A．电磁铁始终没有磁性
B．衔铁没有向下运动
C．衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹
D．电池正、负极接反了
（4题图） （5题图）
5．（2021·海曙模拟）如图甲为太阳能路灯的原理图。自天光线强时，太阳能电地板为著电池充电，夜晚元题弱时，蓄电池为电灯供电。电路中的R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．白天蓄电池相当于电源 B．光线较强时，电磁铁磁性较大
C．电磁铁上端为N极，下端为S极 D．a是太阳能电池板，b是路灯
6．如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是(　　)
A．电磁铁的右端为N极
B．小磁针将顺时针旋转
C．当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变亮
D．当P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数增大
7．如图是火警自动报警原理图，发生火警时，会发生下列变化：a．温度升高使双金属片弯曲；b．电磁铁有磁性；c．红灯亮，电铃响，发出警报；d．接通触点使控制电路中有电流流过；e．衔铁被吸下；f．接通触点使工作电路中有电流流过。这些变化的合理顺序是(　　)
A．adbefc B．adbfce C．abdcef D．abedef
8．（2021八下·余杭期中）如图是抓拍机动车闯红灯装置的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法正确的是（　　）
A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄
B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄
D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
9．（2021八下·杭州期中）小金设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光 线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭，控制电路中， 电源电压恒定，R0 为定值电阻，R 为光敏电阻，其阻值随光照强度 的增大而减小。以下说法正确的是（　　）
A．电磁铁的上端为 S 极
B．当光照强度增强，控制电路的电流变小
C．当光照强度减弱，衔铁被吸下来
D．灯泡应设计在 A 和 B 两接线柱之间
（9题图） （10题图）
10．（2022八下·龙游月考）如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，以下说法正确的（　　）
A．温度达到90℃，绿灯亮
B．自动报警器的触点类似一种开关
C．自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象
D．把水银温度计换成酒精温度计同样可以工作
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